Shoreline change and coastal vulnerability in Ravenna coastal area, Italy

Resumen

El ascenso del nivel del mar y el incremento de la concentración de la población en zonas costeras implican muy probablemente un aumento significativo de los daños por inundaciones costeras en el futuro. Por otro lado, la erosión costera resulta en una mayor exposición de los asentamientos litorales al ascenso del nivel del mar y las inundaciones costeras. Este estudio pretende contribuir al conocimiento sobre el comportamiento dinámico de los ambientes costeros y su relación con el ascenso del nivel del mar y las inundaciones costeras. El trabajo se centra fundamentalmente en la aplicación de métodos de análisis espacial y en su capacidad para ser implementadas en el ámbito de la gestión costera. El estudio se estructura en torno a tres objetivos principales: (i) explorar el potencial de la detección semiautomática de la línea de costa para estudiar los cambios litorales, (ii) analizar la vulnerabilidad a las inundaciones costeras de origen marino, considerando la dinámica del nivel del mar por un lado y la dinámica de los cambios en las zonas urbanas por otro, y (iii) estudiar la vulnerabilidad costera mediante la aplicación de un índice compuesto de variables ponderadas por expertos. La investigación se aplica a la zona costera de la provincia de Rávena (Italia), perteneciente a la región de Emilia-Romaña, cuya costa completa ha sido también objeto de una parte de la investigación. El área de estudio refleja los problemas característicos de los ambientes costeros dinámicos y vulnerables: retroceso costero y reducción del aporte sedimentario, degradación de dunas, subsidencia característica de ambientes deltaicos, urbanización y artificialización de la costa, e inundación frecuente por agentes marinos. (i) El potencial de un método semiautomático para delimitar la línea de costa, representada por la marca de agua, se exploró mediante el procesamiento de imágenes de satélite multiespectrales de alta resolución WorldView-2 del año 2011. Esto se realizó mediante la aplicación de métodos básicos y fácilmente accesibles de clasificación supervisada y no supervisada para la detección de la costa. Se observó un alto grado de compatibilidad de las líneas de costa así obtenidas, con respecto a la línea de costa de referencia, digitalizada manualmente sobre la misma imagen. A continuación, la línea de costa más fiable de entre las obtenidas por los diferentes métodos de clasificación se comparó con una línea de costa procedente de datos Lidar del año 2005, mediante el sistema digital de análisis de costa, DSAS (del inglés, Digital Shoreline Analysis System). La evaluación de la evolución reciente del litoral indica una tendencia erosiva dentro de una amplia porción de la zona de estudio. El potencial del uso de métodos de clasificación de imágenes costeras se refleja en su alta compatibilidad con la línea de referencia, y podría promover su aplicación por una gran variedad de usuarios. Estos métodos no se consideran de alta complejidad y pueden reducir el tiempo y el coste de los métodos clásicos de detección de línea de costa, por lo que son útiles en el estudio de los ambientes costeros especialmente dinámicos, que requieren muestreos frecuentes. Así, son varios los aspectos de la gestión costera que podrían beneficiarse de este procedimiento de alta precisión. Entre ellos cabe mencionar: evaluación de tasas de erosión / acreción costera para una mejor comprensión de la dinámica litoral; medición de la distancia entre la costa y las propiedades amenazadas por el ascenso del nivel del mar y las inundaciones costeras; delimitación de líneas de retroceso y servidumbres legales utilizadas en planificación costera adaptativa, etc. (ii) La vulnerabilidad de las zonas costeras de la región de Emilia-Romaña ante las inundaciones se exploró mediante la comparación de los resultados de diferentes escenarios de inundación con los diferentes escenarios de futuro crecimiento urbano hasta 2050. De esta forma, se analizaron tanto la dinámica de los componentes de forzamiento (cota total de inundación) como las dinámicas de los receptores (áreas urbanas). Para evaluar la dinámica del forzamiento se utilizaron mapas de peligrosidad ante las inundaciones realizados por el Servicio Geológico de la Región Emilia-Romaña, que contemplan tres escenarios de cota de inundación (periodos de retorno de 10, 100 y >100 años) y utilizan modelos digitales del terreno de alta resolución, analizados mediante la metodología Cost-Distance de ArcGIS®. el Para evaluar la dinámica de los receptores se empleó el modelo SLEUTH, basado en autómatas celulares (CA), con el fin de estimar distintos escenarios de crecimiento urbano representando crecimiento disperso, compacto y ¿business-as-usual¿. Por último, en ArcGIS ® se superpuso cada conjunto de polígonos representando escenarios totales de cota de inundación, sobre los mapas obtenidos mediante el modelo SLEUTH. Esta integración de los escenarios permitió identificar las áreas donde la extensión de la inundación se cruza con el futuro crecimiento urbano. Esta combinación de salidas de modelos de crecimiento urbanos con mapas de riesgo ha demostrado ser particularmente útil para poner de relieve las zonas costeras propensas a inundaciones, lo que resulta de gran interés para la planificación urbanística futura urbanizaciones. Conocer las zonas costeras en las que se esperan mayores daños puede ser útil para todos los organismos involucrados en la planificación y ordenación del territorio. Las propiedades de visualización de este enfoque podrían tener un impacto significativo, tanto en el apoyo a procesos de toma de decisiones como en la sensibilización de los ciudadanos de las áreas litorales más vulnerables a los riesgos costeros. (iii) Se aplicó un índice de vulnerabilidad costera en el litoral de la provincia de Rávena, a fin de evaluar la vulnerabilidad de sus diferentes sectores ante la subida del nivel del mar y las inundaciones marinas. El índice está compuesto por cinco variables: elevación, presencia / ausencia de dunas, presencia / ausencia de estructuras de protección artificiales, tasas de cambio de línea de costa, y usos del suelo. Antes de la estimación de los niveles finales de vulnerabilidad, los parámetros fueron ponderados mediante el uso de anáísis multicriterio, realizando aproximaciones denominadas ¿proceso analítico jerárquico¿ (analytic hierarchy process o AHP). Las ponderaciones fueron realizadas por seis expertos con formación en ciencias del medio ambiente, todos ellos familiarizados con los procesos costeros en la zona de estudio. El uso de la ponderación de las diferentes variables permitió un enfoque transparente de la integración de los conocimientos de expertos, establecida para asignar la importancia relativa de las variables en la definición de los rangos de vulnerabilidad. Los niveles de vulnerabilidad finales para cada sector litoral analizado se calculan aplicando la suma ponderada de todas las variables. Los niveles de vulnerabilidad así obtenidos se correlacionan con la información contenida en los mapas de riesgo de inundación de la zona, que se utilizan en el objetivo anterior. Una vez más, la integración de un marco de trabajo mediante sistemas de información geográfica (SIG) da como resultado mapas muy informativos, útiles no solo para diversos usuarios, como administradores costeros y responsables de la toma de decisiones, sino también válido como una herramienta de sensibilización para el público en general. Este estudio puede servir como base para la planificación futura y la toma de decisiones con respecto a la construcción en zonas propensas a inundaciones costeras. Sin embargo, cualquier medida de adaptación se debe tomar con cautela y debe estar basada en un análisis más detallado de abajo hacia arriba.